CN101635385B - 一种基站天线用pvc异型材外罩及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基站天线用PVC异型材外罩及其制备方法，该PVC异型材外罩不但改善了其机械性能，而且大幅度提高了耐高低温老化性能及耐紫外线性能，同时也大大改善了该材料的电性能。本发明的基站天线用PVC异型材外罩是由以下质量配比的原料制成：PVC100份、无机改性填料4～10份、碳酸钙0～10份、有机锡类稳定剂1～2份、金属皂类稳定剂1～2份、润滑剂0.5～1.5份、抗冲改性剂4～12份、丙烯酸酯类加工助剂1～3份、光稳定剂0～0.6份。
Description
技术领域
本发明涉及一种异型材外罩及其制备方法，更具体地说涉及一种基站天线用PVC异型材外罩及其制备方法。
背景技术
随着移动通讯业的飞速发展，通讯用基站天线行业也得到了很大的发展机遇，每个通讯基站及天线都必须使用大量的塑料制品，其中天线罩壳类产品是典型的代表。例如仅美国安德鲁公司及法国RFS估计每年对天线罩壳类产品的需求就达到了100万根以上。由于微波通讯天线长期置于室外，不仅要求外罩具有较低的介电常数和介电损耗以满足通讯信号的可靠传送，还必须具备优异的耐高低温老化性能和抗紫外线辐射功能以满足在户外的长期使用，这就对天线罩壳使用的材料提出了非常特殊的性能要求。
一般生产企业均使用ABS、ASA或者玻璃钢材料制作天线罩壳类产品，其中ABS、ASA等高分子材料因其固有物性，使得在制作挤塑型材类罩壳产品时加工性能不佳，成本高产能低，挤出加工时品质稳定性差；而玻璃钢材料制作该类产品时效率低下，原料成本高，并因其无法重复使用而对环境带来污染，生产出来的不良品处于无法处理的尴尬境地。
聚氯乙烯(PVC)材料因其成本低廉、易于加工、材料来源广泛而得到各行各业的广泛应用，在挤出成型加工行业使用更是广泛，特别是近年来随着PVC改性技术的发展，大大扩展了该种材料的使用领域，但常用的PVC材料介电性能及耐紫外线性能还是无法满足基站天线的使用条件，一般的改性PVC也仅仅能够提高它的机械强度及加工性能，因此急需研制一种优化改良的PVC材料，使其满足各种机械使用性能的同时，能同时满足低介电常数、低介电损耗、抗紫外线和符合环保、成本低廉的要求。
发明内容
本发明解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种基站天线用PVC异型材外罩，该PVC异型材外罩不但改善了其机械性能，而且大幅度提高了耐高低温老化性能及耐紫外线性能，同时也大大改善了该材料的电性能。
本发明还提供该基站天线用PVC异型材外罩的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的基站天线用PVC异型材外罩是由以下质量配比的原料制成：
PVC 100份
无机改性填料 4～10份
碳酸钙 0～10份
有机锡类稳定剂 1～2份
金属皂类稳定剂 1～2份
润滑剂 0.5～1.5份
抗冲改性剂 4～12份
丙烯酸酯类加工助剂 1～3份
光稳定剂 0～0.6份。
本发明的基站天线用PVC异型材外罩，其进一步的技术方案是所述的无机填料为二氧化钛和云母中的一种或两者的混合物，其中所述的二氧化钛优选为金红石型二氧化钛。
本发明的基站天线用PVC异型材外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的有机锡类稳定剂为非硫醇有机锡稳定剂或硫醇有机锡稳定剂，其中所述的非硫醇有机锡稳定剂优选为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二正辛基锡、马来酸二丁基锡中的一种或其复合物；所述的硫醇有机锡稳定剂优选为巯基乙酸异辛酯二甲基锡、巯基乙酸异辛酯二正丁基锡、巯基乙酸异辛酯二正辛基锡中的一种或其复合物。
本发明的基站天线用PVC异型材外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的金属皂类稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌或其组合。
本发明的基站天线用PVC异型材外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、氧化聚乙烯蜡中的一种或其组合。
本发明的基站天线用PVC异型材外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯类抗冲改性剂中的一种或其组合。
本发明的基站天线用PVC异型材外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的光稳定剂为紫外光吸收剂或受阻胺类光稳定剂，其中所述的紫外光吸收剂为二苯甲酮类紫外光吸收剂或苯并***类紫外光吸收剂，二苯甲酮类紫外光吸收剂优选UV-531，苯并***类紫外光吸收剂优选UV-326。
本发明的基站天线用PVC异型材外罩的制备方法，包括以下步骤：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂，温度升到80～85℃时，投入抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到90～95℃时，投入无机改性填料；待温度继续升到115～120℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40±5℃以即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，其中双螺杆挤出机成型控制条件：
1区温度150±10℃，2区温度165±10℃，3区温度170±10℃，4区温度180±10℃，过渡体温度170±10℃，模头温度170±10℃，螺杆芯部温度100±10℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1～1.5m/min。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的基站天线用PVC异型材外罩主要是以PVC为主，加入环保型有机锡稳定剂，同时加入丙烯酸酯类(或氯化聚乙烯类)抗冲击改性剂提高冲击韧性，加入丙烯酸酯类加工助剂提高PVC异型材的加工流动性。主要利用金红石型二氧化钛作为紫外光屏蔽剂、紫外光吸收剂、受阻胺类光稳定剂的协同发挥紫外光吸收和屏蔽作用，同时强调利用云母的片状结构和金红石型二氧化钛等再进一步协调作用提高PVC异型材的耐紫外光作用。
本发明的基站天线用PVC异型材外罩不使用铅盐稳定剂，无毒、环保，耐紫外光性能好，耐腐蚀，可以长期在户外使用；拉伸强度高，弯曲强度高，冲击韧性好；尺寸稳定性好，可以回收，循环使用制作其他的塑料制品；另外热变形温度可达：72℃(P＝1.80MPa)以上和77℃(P＝0.45MPa)以上，可以长期在-40℃～+70℃使用，介电常数低，介电损耗小。
本发明的制备方法简单，PVC粉状混合料，经双螺杆挤出机一次挤出成型，制备成本低。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1：
原料配方：PVC100份、金红石型二氧化钛10份、碳酸钙5份、有机锡稳定剂二月桂酸二丁基锡1.5份、硬脂酸钙1.0份、石蜡0.6份，硬脂酸0.3份，氯化聚乙烯6份、丙烯酸酯类加工助剂2份。
制备方法：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、硬脂酸钙、有机锡稳定剂，温度升到80℃时，投入丙烯酸酯类抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到92℃时，投入无机改性填料金红石型二氧化钛和碳酸钙；待温度继续升到115℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，性能见表1和表2；其中双螺杆挤出机成型控制条件：1区温度150℃，2区温度165℃，3区温度170℃，4区温度180℃，过渡体温度170℃，模头温度170℃，螺杆芯部温度100℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1.2m/min。
实施例2
原料配方：PVC100份、金红石型二氧化钛5份、云母5份、有机锡稳定剂二月桂酸二丁基锡1.5份、硬脂酸钙1.3份、硬脂酸锌0.2份、聚乙烯蜡1.0份、丙烯酸酯类抗冲改性剂6份、丙烯酸酯类加工助剂2份。
制备方法：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机锡稳定剂，温度升到85℃时，投入丙烯酸酯类抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到95℃时，投入无机改性填料金红石型二氧化钛和云母；待温度继续升到120℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到45℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，性能见表1和表2，其中双螺杆挤出机成型控制条件：1区温度145℃，2区温度160℃，3区温度165℃，4区温度175℃，过渡体温度165℃，模头温度165℃，螺杆芯部温度95℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1m/min。
实施例3
原料配方：PVC100份、金红石型二氧化钛5份、碳酸钙5份、有机锡稳定剂二月桂酸二正辛基锡1份、硬脂酸钙1.5份、聚乙烯蜡0.5份、石蜡0.3份、硬脂酸0.2份、丙烯酸酯类抗冲改性剂6份、丙烯酸酯类加工助剂1.5份、二苯甲酮类紫外光吸收剂UV-531 0.3份。
制备方法：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、硬脂酸钙、有机锡稳定剂，温度升到83℃时，投入丙烯酸酯类抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到90℃时，投入无机改性填料金红石型二氧化钛和碳酸钙；待温度继续升到118℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到35℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，性能见表1和表2，其中双螺杆挤出机成型控制条件：1区温度155℃，2区温度170℃，3区温度175℃，4区温度185℃，过渡体温度175℃，模头温度175℃，螺杆芯部温度105℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1.2m/min。
实施例4
原料配方：PVC100份、金红石型二氧化钛4份、有机锡稳定剂巯基乙酸异辛酯二正辛基锡1.5份、硬脂酸钙1.0份、聚乙烯蜡0.8份、丙烯酸酯类抗冲改性剂5份、丙烯酸酯类加工助剂2份、二苯甲酮类紫外光吸收剂UV-5310.2份、苯并***类紫外光吸收剂UV-3260.2份、受阻胺类光稳定剂0.2份。
制备方法：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、硬脂酸钙、有机锡稳定剂，温度升到83℃时，投入丙烯酸酯类抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到93℃时，投入无机改性填料金红石型二氧化钛；待温度继续升到118℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，性能见表1和表2，其中双螺杆挤出机成型控制条件：1区温度160℃，2区温度175℃，3区温度180℃，4区温度190℃，过渡体温度180℃，模头温度180℃，螺杆芯部温度110℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1.5m/min。
实施例5
原料配方：PVC100份、金红石型二氧化钛8份、云母2份、有机锡稳定剂巯基乙酸异辛酯二正丁基锡复合物1.5份、硬脂酸钙1.0份、石蜡0.8份、丙烯酸酯类抗冲改性剂8份、丙烯酸酯类加工助剂2份。
制备方法：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、硬脂酸钙、有机锡稳定剂，温度升到83℃时，投入丙烯酸酯类抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到92℃时，投入无机改性填料金红石型二氧化钛和云母；待温度继续升到118℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，性能见表1和表2，其中双螺杆挤出机成型控制条件：1区温度150℃，2区温度165℃，3区温度170℃，4区温度180℃，过渡体温度170℃，模头温度170℃，螺杆芯部温度100℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1.2m/min。
实施例6
原料配方：PVC100份、金红石型二氧化钛4份、云母4份、有机锡稳定剂二月桂酸二丁基锡1.5份、硬脂酸钙1.2份、聚乙烯蜡0.5份、石蜡0.3份、丙烯酸酯类抗冲改性剂6份、丙烯酸酯类加工助剂3份。
制备方法：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、硬脂酸钙、有机锡稳定剂，温度升到83℃时，投入丙烯酸酯类抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到92℃时，投入无机改性填料金红石型二氧化钛和云母；待温度继续升到118℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，性能见表1和表2，其中双螺杆挤出机成型控制条件：1区温度150℃，2区温度165℃，3区温度170℃，4区温度180℃，过渡体温度170℃，模头温度170℃，螺杆芯部温度100℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1.2m/min。
实施例7
原料配方：PVC100份、金红石型二氧化钛6份、碳酸钙4份、有机锡稳定剂二月桂酸二丁基锡1.5份、硬脂酸钙1.3份、聚乙烯蜡0.8份、硬脂酸0.2份、丙烯酸酯类抗冲改性剂6份、丙烯酸酯类加工助剂2份、氯化聚乙烯6份。
制备方法：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、硬脂酸钙、有机锡稳定剂，温度升到83℃时，投入丙烯酸酯类抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到92℃时，投入无机改性填料金红石型二氧化钛和碳酸钙；待温度继续升到118℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，性能见表1和表2，其中双螺杆挤出机成型控制条件：1区温度150℃，2区温度165℃，3区温度170℃，4区温度180℃，过渡体温度170℃，模头温度170℃，螺杆芯部温度100℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1.2m/min。
实施例8
原料配方：PVC100份、金红石型二氧化钛4份、碳酸钙10份、有机锡稳定剂二月桂酸二丁基锡1份、二月桂酸二正辛基锡0.5份、硬脂酸钙1.3份、氧化聚乙烯蜡0.8份、丙烯酸酯类抗冲改性剂6份、丙烯酸酯类加工助剂2份、氯化聚乙烯3份、苯并***类紫外光吸收剂UV-3260.2份、受阻胺类光稳定剂0.2份。
制备方法：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、硬脂酸钙、有机锡稳定剂，温度升到83℃时，投入丙烯酸酯类抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到92℃时，投入无机改性填料金红石型二氧化钛和碳酸钙；待温度继续升到118℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，性能见表1和表2，其中双螺杆挤出机成型控制条件：1区温度150℃，2区温度165℃，3区温度170℃，4区温度180℃，过渡体温度170℃，模头温度170℃，螺杆芯部温度100℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1.2m/min。
表1：实施例产品性能测试结果
| 方案 | 拉伸强度MPa | 伸长率％ | 弯曲强度MPa | 缺口冲击强度kJ·m-2 | 热变形温度(1.80MPa)℃ | 介电常数(2GHz) | 介电损耗(2GHz) |
| 实施例1 | 44.4 | 159 | 67.1 | 15.1 | 71.9 | 2.85 | 0.0074 |
| 实施例2 | 46.9 | 164 | 69.6 | 17.5 | 71.8 | 2.76 | 0.0067 |
| 实施例3 | 48.5 | 153 | 67.7 | 16.3 | 72.1 | 2.76 | 0.0070 |
| 实施例4 | 48.7 | 138 | 64.7 | 15.5 | 72.0 | 2.81 | 0.0088 |
| 实施例5 | 46.7 | 175 | 62.7 | 19.6 | 70.9 | 2.80 | 0.0075 |
| 实施例6 | 46.4 | 188 | 68.5 | 15.8 | 71.5 | 2.88 | 0.0085 |
| 实施例7 | 40.3 | 227 | 60.2 | 23.5 | 69.5 | 2.95 | 0.0077 |
| 实施例8 | 42.5 | 209 | 61.6 | 21.6 | 70.2 | 2.90 | 0.0102 |
表2：部分实施例产品紫外光老化实验性能数据
紫外光老化条件：紫外光辐照强度0.51W/m2340nm，黑板温度：65℃。
Claims (10)
1.一种基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于由以下质量配比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于所述的无机改性填料为二氧化钛和云母中的一种或两者的混合物。
3.根据权利要求2所述的基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于所述的二氧化钛为金红石型二氧化钛。
4.根据权利要求1所述的基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于所述的有机锡类稳定剂为非硫醇有机锡稳定剂或硫醇有机锡稳定剂，所述的非硫醇有机锡稳定剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二正辛基锡、马来酸二丁基锡中的一种或其复合物；所述的硫醇有机锡稳定剂为巯基乙酸异辛酯二甲基锡、巯基乙酸异辛酯二正丁基锡、巯基乙酸异辛酯二正辛基锡中的一种或其复合物。
5.根据权利要求1所述的基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于所述的金属皂类稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌或其组合。
6.根据权利要求1所述的基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于所述的润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、氧化聚乙烯蜡中的一种或其组合。
7.根据权利要求1所述的基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于所述的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯类抗冲改性剂中的一种或其组合。
8.根据权利要求1所述的基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于所述的光稳定剂为紫外光吸收剂或受阻胺类光稳定剂。
9.根据权利要求8所述的基站天线用PVC异型材外罩，其特征在于所述的紫外光吸收剂为二苯甲酮类紫外光吸收剂或苯并***类紫外光吸收剂。
10.如权利要求1～9任一所述的基站天线用PVC异型材外罩的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
粉料高速混合：在高速混合机投入PVC树脂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂，温度升到80～85℃时，投入抗冲改性剂、加工助剂和其它助剂，温度升到90～95℃时，投入无机改性填料；待温度继续升到115～120℃时，迅速放料至另一台带夹套水冷却的混合机中，混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40±5℃即可排料至料仓；
双螺杆挤出：将料仓中的料挤出成型即得到基站天线用PVC异型材外罩，其中双螺杆挤出机成型控制条件：
1区温度150±10℃，2区温度165±10℃，3区温度170±10℃，4区温度180±10℃，过渡体温度170±10℃，模头温度170±10℃，螺杆芯部温度100±10℃，主机转速10rpm，喂料转速10rpm，牵引速度1～1.5m/min。
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